分光测色仪设计技术要求及软件系统的组成

分光测色仪作为光电测色仪器，它不直接测量颜色的三刺激值，而是测量物体的光谱辐亮度因数或光谱透射比，再选用CIE推荐的标准照明体和标准观察者，通过积分计算求得颜色的三刺激值。本文对分光测色仪设计技术要求及软件系统的组成做了介绍，对此测色仪器知识感兴趣的朋友可以了解一下！

分光测色仪照明和观测条件：

绝大多数的待测物体不是完全的漫反射体，因而照明和观测条件对于光谱反射率因数测量的精确度和实测结果产生影响，为了提高测量精度和统一测量方法，C正E于1971年正式推荐四种测色的标准照明和观测条件：0/d、d/0、0/45和 45/0，任何仪器都必须满足其中的一种。

分光测色仪测色用光源：

测量物体表面的颜色，必须在一定的光源下进行。为了统一颜色的标准，C正规定了测色的标准照明体和标准光源。C正E对“照明体”和“光源”加以区分：“光

源”是指能发光的物理辐射体，“照明体”是指特定的光谱功率分布（以表格函数形式给出），这一光谱功率分布不是必须由一个光源直接提供，也不一定能用光源来实现。CIE推荐的标准照明体有A、B、C、D、E。

分光测色仪测色波长范围的选定：

在CIE推荐的三刺激值计算公式中，求和的波长范围为360～830 nm，波长间隔为1nm。要求得准确的三刺激值就应按照上述要求进行。但目前市场上许多测色分光光度计的测量范围仅为400～700nm。由于两端波长范围的截去就会带来三刺激值的计算误差，在CIE出版物中指出：从实际目的出发，波长范围可取380～780nm；如果波长范围小于380～780nm，将会导致误差。

分光测色仪色度计量中标准白板的要求：

测色分光光度计是通过样品反射或透射的光能量与在同样条件下标准反射或透射的光能量进行比较而得到样品的光谱反射因数R或光谱透射比て的。透射标准是空气，反射标准是完全反射漫射体，又称朗伯表面。现实中不存在这种理想概念的实物标准，但是可以应用物理技术来校准实物。我国色度的国家基准采用双球法对色度基准白板进行了绝对测量，然后用光谱光度法将反射比量值传递到保持量值的副基准和工作基板组上，并通过传递标准白板向各省（市）计量部门或使用单位传递色度量值。样品的光谱反射因数R（λ）可由下式计算：

式中R₀（λ）为标准白板的光谱反射比；r₀（λ）为标准白板对应的光谱响应量值；r（λ）为样品对应的光谱响应量值；k₀为校正系数。

工作标准白板除了要求反射比高、中性好、不透光、表面平整均匀及漫射性尽量好外，更重要的是必须具备：（1）光学稳定性好，长期重复使用量值不变。（2）具有耐磨、抗震特性，在频繁的日常使用中不致损坏工作表面。（3）便于清洁。满足上述技术条件，常用作工作标准白板的材料有：釉面陶瓷白板、抛光乳白玻璃、搪瓷白板等。

参比标准白板固定于双光路测色仪的参比光束窗口处，其反射比量值不必知道，但要求反射比高、漫射性好、光谱选择性小等特点。主要用于仪器校准基线，以及在测量中消除诸如光源和探测器灵敏度不稳定，或光路不对称等因素带来的系统误差。BaSO4、HaLon及MgO等压制成的漫射白板可满足参比标准白板的技术要求。

分光测色仪软件系统的组成：

软件系统除完成仪器测量控制外，重要的任务是进行各种颜色参数计算，软件系统必须有完整的数据文件：

1.标准照明体，如常用的A、C、D65、CWF、TL84等；

2.标准观察者，如CIE 1931标准色度观察者、C正E1964补充标准色度观察者；

3.标准白板参数以及仪器本身的校正数据等。

各种颜色参数的计算公式，只要不是专用仪器，就应尽量齐全，以供用户选择。如：

1.三刺激値、色品坐标的计算；

2.多种色差的计算，如CIELAB、FMC-II、HUN TER.ANLAB（P）、JPC79、CMC（1：1）、CMC（2：1）等；

3.多种白度指数、黄度指数、沾色牢度、变色牢度等的计算。

具体数学模型可根据设计要求查阅有关文献来实现。